(57)【要約】【課題】放射線遮蔽機能を有すると共に構造物の微小変位を抑えることが可能な構造物の微小変位防止構造を提供する。【解決手段】建物２を半地下構造とすると共に、そのときの掘削土を土砂３として建物２の地上露出部分Ｂを覆う。その土砂３の表面をシート材４で覆う。さらに、土砂３内に配管５を埋設し、その配管５を通じて適宜水分を補給して土砂３を湿潤状態に保持する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上に構築される構造物の微小変位を防止する微小変位防止構造であって、
上記構造物の地上に露出している側壁面及び屋根面を覆う土砂と、上記土砂中の含水量を所定量に調整する水分保有量調整手段と、を備えて、上記構造物を、一部を地下に埋設した半地下構造とし、その埋設の際に発生した掘削土を上記土砂の全部若しくは一部としたことを特徴とする構造物の微小変位防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速器装置等を収容した建物など、放射線の漏洩を防止する必要があると共に構造物の微小変位を嫌う構造物に対する微小変位防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性物質を取り扱う原子力関連設備では、施設から漏洩する高エネルギーの放射線レベルを法律で定められた基準レベル以下にするため、外周部に放射線遮蔽体を設置して放射線の漏洩を防止している。一般に、放射線遮蔽体として遮蔽用のコンクリート壁体が知られており、放射レベルに応じてその壁厚や密度が設計される。
また、特許文献１や特許文献２に記載のように、土砂を放射線遮蔽体の一部として使用する場合もある。この場合には、対象とする構造物を完全に地中に配置することで、その構造物を地下に埋設する土砂も放射線遮蔽体として利用する。すなわち、完全に地下に配置した構造物の上部から放射線が漏洩するのを防ぐために、対象とする構造物（特許文献１では、地中に全体が埋設されている構造物の躯体２）の上側に対し、地上部若しくはそれ以上の高さまで土砂を堆積して当該土砂を放射線遮蔽体の一部としている。このように、地上までの放射線遮蔽体のすべてをコンクリートで構築する代わりに、埋設土砂を利用して放射線遮蔽体を構築することで、壁体と合わせて遮蔽能力を評価し経済性を高めている。
【０００３】
ここで、施設を埋設する土砂は、土砂中の含水率を管理して一定の湿潤状態に維持することで、放射線遮蔽性能を向上させることができるが、長期にわたって土砂を湿潤状態に維持するには、吸収率が高くて比重の低いものを使用する方が好ましい。
また、特許文献１では、対象とする構造物に放射線発生装置が収容されているが、放射線発生装置として、高エネルギー粒子加速器装置を想定した場合には、構造物内への加速器装置のアライメント時や試運転調整の際、さらには実際の運転時における、建物躯体（床）の微小変位（±０．１ｍｍ程度）に起因したビーム光軸のぶれによる不具合を防止する必要がある。ここで、加速器を収容した構造物としては、がん治療用等で普及が期待されている高エネルギー粒子加速器施設における、主リング加速器を設置する建物を例示できる。その他、ビームラインの長いライナック加速器施設、研究用シンクロトロン施設なども例示できる。
【特許文献１】特開平１０−６８７９７号公報
【特許文献２】特開２００１−２０１５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、高エネルギー粒子加速器装置用の加速器施設は、主に建物の建設コストを下げる意味で、地下構造より地上式の構造物として建設されることが多い。加速器は例えば陽子シンクロトロンを使用するが、例えば、医療用加速器は最低でも直径３０ｍの大きさであり、さらに周囲の空間を考慮して建物外形としては、５０ｍ程度になる。この加速器装置は１００ミクロン程度の粒子ビームを発生し、そのビームをマグネットによりコントロールしているが、設置されている床の相対変位がビーム径と同等程度以上に大きくなるとマグネットでの調整が困難となり、再び機器の配置を調整しなければならない。この調整作業が繰り返されるとシステム調整が遅れ、施設の運転開始が遅れる原因ともなる。
【０００５】
また、施設の建設後は、建物も徐々に安定してくるが、初期の調整運転時には建物躯体コンクリートが日射などの影響を受けて微小変形する。このため、機器を再配置したり、加速器の運転を熟練したりすることで対応する必要がある。
本発明は、このような問題に着目してなされたもので、放射線遮蔽機能を有すると共に構造物の熱及び水分に起因した微小変位を抑えることが可能な構造物の微小変位防止構造を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、地上に構築される構造物の微小変位を防止する微小変位防止構造であって、
上記構造物の地上に露出している側壁面及び屋根面を覆う土砂と、上記土砂中の含水量を所定量に調整する水分保有量調整手段と、を備えて、上記構造物を、一部を地下に埋設した半地下構造とし、その埋設の際に発生した掘削土を上記土砂の全部若しくは一部としたことを特徴とする構造物の微小変位防止構造を提供するものである。
【０００７】
地上に露出している部分を土砂で覆うことで、外気及び日射による熱から構造物を断熱する。すなわち、変動する外気及び日射による熱が、直接構造物の躯体へ熱伝達することを防ぐことにより、微小変位を起こす原因となる外壁温度の変化が低減する。
また、構造物を半地下構造とする際に発生する掘削土をそのまま構造物を覆う土砂とすることで、掘削土の廃棄が不要となる。
ここで、本構造物は地上に構築されるものであるが、地上に露出している部分を覆う土砂を確保するために、下部を地中に配置する半地下構造を採用しており、地中に完全に配置される構造物とは異なる。
【０００８】
さらに、上記土砂中の含水量を一定水準に保持して土砂を湿潤状態に維持させることで、土砂の放射線遮蔽性能が向上して、放射線遮蔽のための土砂の厚さを抑えることができる。また、水を循環させて土砂中の含水量を一定以上の水準に保持させれば、水により土砂の冷却が行われて土砂の温度を所定範囲に抑えることも可能であり、その場合には、さらに構造物の微小変位量を小さく抑えることも可能となる。なお、土砂に供給する水は、冷水でも良いし温水でも良い。
なお、屋根面には外壁方向に水勾配を施し、土砂に浸入した雨水等による余剰水分を排水させて、屋根面上方の土砂に水分が集中しないようにすることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低コストで、構造物内部から放出される放射線を遮蔽しつつ当該構造物の微小変位を低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、加速器装置１を収容するための建物２を示し、その建物２が本願発明の構造物に相当する。
その建物２は、半地下構造となっていて、地下に埋設されている下側の地下埋設部分Ａと、地上に露出している上側の地上露出部分Ｂとがある。
そして、建物２を半地下構造とする際に掘削した掘削土を、上記地上露出部分Ｂを覆う土砂３として使用する。
ここで、本実施形態では、掘削に先立って現地土（掘削土）の特性を把握するために、現地土のサンプルを採取して保水等の土質試験を行う。そして、確認した現地土の特性に基づいて、断熱及び放射線遮蔽のために必要な土砂３の堆積厚などを求め、掘削土と地上露出部分Ｂを覆う土砂３が同量となる地下埋設部分Ａの深さを求めておく。そして、求めた深さだけ掘削して半地下構造とする。
【００１１】
上記構造物の屋根面２ａには、側壁２ｂ方向に向けて水勾配が形成されるように屋根スラブが施されていると共に、その外周部には屋根側から側壁２ｂ側の土砂３に向けて水を誘導する水抜き８が形成されている。
また、上記建物２を覆う土砂３の表面はシート材４で覆われている。このシート材４によって、上記土砂３の飛散が防止されると共に、土砂３からの水分の蒸発が抑えられる。なお、シート材４の代わりに、芝生や植樹を配置して同様な効果を得るようにしても良い。
【００１２】
さらに、上記土砂３内に散水用の配管５が配置されている。この配管５は、貯留タンク６に接続されていて、ポンプ７を稼働することで、貯留タンク６内の水が散水用の配管５に供給され、該配管５の散水部（不図示）から土砂３内に水を供給可能となっている。
また、上記土砂３の含水量を測定する湿潤センサ９を備え、該湿潤センサ９は、測定した検出信号を水分保有量コントローラ１０に出力する。
【００１３】
水分保有量コントローラ１０では、湿潤センサ９からの信号に基づき、土砂３内の含水量が所定範囲内となるように、所定閾値未満の含水量と判定した場合には、上記ポンプ７に稼働指令を出力して土砂３に水分を補給する。
また、上記被覆している土砂３の外周を囲むように側溝１１が形成されて、土砂３からの余剰水分を排出可能となっている。
ここで、上記散水用の配管５、貯留タンク６、湿潤センサ９、及び水分保有量コントローラ１０は、水分保有量調整手段を構成する。
【００１４】
次に、上記構成の作用・効果などについて説明する。
本構造によれば、建物２の全体を地中に埋設していないので、建物２の建設コストを抑えることが出来る。
また、半地下構造としても、その際の掘削土をそのまま微小変位防止用の土砂３として使用することで、掘削時に発生する掘削土を処分する必要が無くなり、コスト削減に繋がる。
また、建物２の地上露出部部分Ｂに着目してその部分を土砂３で覆うことで、外気や日射による建物２の温度変化が小さく抑えられ、この結果、建物２の微小変位を抑えることが可能となる。これによって、機器運転の調整期間が短縮され、施設の運転開始時期の遅れを防止可能となる。
【００１５】
また、現地での掘削土からなる土砂３で覆おうことにより、その土砂３が放射線遮蔽体としても働くことから、その分、厚い遮蔽用コンクリートを必要とした建物２の外壁・屋根スラブを薄く施工することも可能である。
このとき、土砂３の湿潤状態を維持管理しているので、土砂３による放射線遮蔽性能は向上しており、その分土砂３の堆積量を減らすことができたり、中性子遮蔽体としても有効に機能する。
【００１６】
さらに、建物２の解体を想定した場合でも、半地下構造で建物２の一部のみが地下に位置しているだけであり、且つ、被覆している土砂３についても露出地上部だけを覆う形態であるので、当該土砂３の撤去も容易であることから、また、上述のように遮蔽用コンクリートも薄く出来る分、建物２の解体が容易となる。
また、屋根スラブに外壁方向に水勾配を施し、浸入した雨水等による余剰水分を排水するための水抜き８を設置しているので、屋根面２ａ上に水分が過剰に貯留することを防止できる。
【００１７】
また、本実施形態では、シート材４などによって土砂３から水分の蒸発が抑えられ、その分、土砂３の含水量の調整が容易となっている。また、シート材４を使用した場合には、雨水の土砂３への浸入も小さく抑えられて、この点からも土砂３の含水量の調整が容易となる。
ここで、上記実施形態では、掘削土だけで土砂３を構成するようにしているが、これに限定されない。掘削土よりも土砂３の量を多くして（、つまり地下埋設部分Ａを少なくして）、他から土砂３を補充するようにしても良い。
また、水分保有量調整手段も上記構成に限定されない。要は、土砂３を所定含水量の湿潤状態に保持可能であれば、他の水分保有量調整手段を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る微小変位防止構造を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１    加速器装置
２    建物
２ａ  屋根面
２ｂ  側壁
３    土砂
４    シート材
５    配管
６    貯留タンク
７    ポンプ
８    水抜き
９    湿潤センサ
１０  水分保有量コントローラ
１１  側溝
【図１】
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